(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散型マルチロボット・システムであって、
環境内においてロボットのサービス機能の実行と連動してロボット・マネージャと通信するように構成された無線通信モジュールをそれぞれが有する複数のロボットと、
前記複数のロボットからの情報を送受信する無線通信モジュールを有する前記ロボット・マネージャと、を含み、前記ロボット・マネージャが、
前記複数のロボットの中の１台のロボットから、当該ロボットのサービス機能の実行中に受信された、前記環境内の物体の有無を含む位置情報に応答して、他のロボットによる位置情報を介さずに、前記環境のマップを自動的に更新するように構成されたマッピングおよびナビゲーション・モジュールを有し、
前記ロボット・マネージャは、ロボットの代わりに計算集約的機能を実行し、そして前記計算集約的機能の結果を前記ロボットへ無線通信し、前記ロボットのサービス機能において使用可能とするシステム。
【請求項２】
前記マッピングおよびナビゲーション・モジュールは、前記複数のロボットが動作する前記環境のマップを生成するようにさらに構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記マッピングおよびナビゲーション・モジュールが、前記環境内の前記複数のロボットの動きを追跡する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記マッピングおよびナビゲーション・モジュールが、少なくとも１台のロボットに、前記環境内で移動するために前記少なくとも１台のロボットによって使用される情報とデータを提供する、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ロボットの環境を示す情報を前記ロボット・マネージャに通信するように構成された携帯型無線トランシーバをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ロボット・マネージャは、前記無線トランシーバから提供される情報を使用して前記環境の前記マップを生成し更新する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記環境の前記マップは、オフィス・ビル、倉庫、ショッピング・モール、団地および住宅のうちの少なくとも１つのマップを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記ロボット・マネージャと前記複数のロボットがそれぞれ、ブルートゥース通信サブシステムを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ロボット・マネージャは、さらに、前記ロボット・マネージャが遠隔システムと通信できるように構成されたインターネット通信サブシステムを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ロボット・マネージャが、さらに、遠隔システムからロボット・サービス機能ソフトウェアをダウンロードし、前記ダウンロードしたロボット・サービス機能ソフトウェアを使用して前記ロボット・マネージャを更新するように構成されたアプリケーション・フレームワークを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ロボット・マネージャが、さらに、遠隔システムからロボット・サービス機能ソフトウェアをダウンロードし、前記ダウンロードしたロボット・サービス機能ソフトウェアを使用して前記複数のロボットのうちの１台または複数台に強化機能または異なる機能を提供するように構成されたアプリケーション・フレームワークを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
複数のロボットが、前記ロボット・マネージャに記憶された同一情報を共用するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
複数のロボットが、前記ロボット・マネージャに記憶された情報を更新するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ロボット・マネージャが、さらに、前記複数のロボットのうちの少なくとも１台のロボットの動作をスケジューリングするように構成されたスケジューラを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数のロボットのうちの少なくとも２台のロボットが、互いに通信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも２台のロボットが、前記ロボット・マネージャを介して互いと通信するように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記複数のロボットが、掃除ロボット、セキュリティ・ロボットおよび娯楽ロボットのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
分散型マルチロボット・システムであって、
ロボットのサービス機能の実行と連動してロボット・マネージャと通信するように構成された無線通信モジュールをそれぞれが有する複数のロボットと、
ロボット情報を送受信する無線通信モジュールを有する前記ロボット・マネージャと、を含み、
前記ロボット・マネージャが、
前記複数のロボットの中の１台のロボットから、当該ロボットのサービス機能の実行中に受信された、前記環境内の物体の有無を含む位置情報に応答して、他のロボットによる位置情報を介さずに、複数の前記ロボットが動作する環境のマップを自動的に生成し更新するように構成されたマッピングおよびナビゲーション・モジュールと、
前記複数のロボットを監視し制御するために使用される情報とデータを受け取るように構成されたインターネット通信サブシステムと、
遠隔システムからロボット・サービス機能ソフトウェアをダウンロードし、前記ダウンロードしたロボット・サービス機能ソフトウェアを使用して前記ロボット・マネージャを更新し、前記ダウンロードしたロボット・サービス機能ソフトウェアを使用して前記複数のロボットのうちの１台または複数台に強化機能または異なる機能を提供するように構成されたアプリケーション・フレームワークと、
前記環境を示す情報を前記ロボット・マネージャに通信するように構成された携帯型無線トランシーバと、を含み、
前記ロボット・マネージャは、ロボットの代わりに計算集約的機能を実行し、そして前記計算集約的機能の結果を前記ロボットへ無線通信し、前記ロボットのサービス機能において使用可能とする、
システム。
【請求項１９】
環境内で複数のロボットを制御する方法であって、
ロボット情報を送受信する無線通信モジュールを有するロボット・マネージャを提供する段階と、
前記ロボット・マネージャが、前記ロボットのサービス機能の実行と連動して前記環境内の複数のロボットのそれぞれと通信する段階と、
前記ロボット・マネージャが、前記複数のロボットの中の１台のロボットから、当該ロボットのサービス機能の実行中に受信された、前記環境内の物体の有無を含む位置情報に応答して、他のロボットによる位置情報を介さずに、前記環境のマップを自動的に更新する段階と、を含み、
前記ロボット・マネージャは、ロボットの代わりに計算集約的機能を実行し、そして前記計算集約的機能の結果を前記ロボットへ無線通信し、前記ロボットのサービス機能において使用可能とする、
方法。
【請求項２０】
前記ロボット・マネージャが前記複数のロボットが動作する前記環境のマップを自動的に更新する段階をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記マップを使用して前記環境内で前記複数のロボットのうちの少なくとも１つを移動させる段階をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ロボット・マネージャを使用する前記複数のロボットのうちの少なくとも１台のロボットの動作をスケジューリングする段階をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記インターネットを介して遠隔システムからロボット・サービス機能ソフトウェアをダウンロードし、前記ダウンロードしたロボット・サービス機能ソフトウェアを使用して前記ロボット・マネージャを更新する段階を更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
インターネットを介して遠隔システムからロボット・サービス機能ソフトウェアをダウンロードし、前記ダウンロードしたロボット・サービス機能ソフトウェアを使用して前記複数のロボットのうちの１台または複数台に強化機能または異なる機能を提供する段階をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記ロボット・マネージャに記憶された同一情報を共用する複数のロボットをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記ロボット・マネージャに記憶された情報を更新する複数のロボットをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
互いに通信する前記複数のロボットのうちの少なくとも２台のロボットをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
前記少なくとも２台のロボットが、前記ロボット・マネージャを介して互いに通信する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
携帯型無線トランシーバを使用して、前記環境を示す情報を前記ロボット・マネージャに通信する段階をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の概念は、複数のロボットを有するロボット・システムの設計、アーキテクチャ、機能および方法に関し、詳細には、ロボットとの通信およびロボット間の通信が可能なシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、民生用サービス・ロボットのアーキテクチャは、サービス・タスク（ロボットが提供し得る作業）に必要なすべての物理的なアクチュエータ（作動器）、ならびにサービス・タスクを実行するのに必要なすべての認識システムおよび計算システムを含む装置で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０４９８４号公報
【特許文献２】特開２００２−２５４３７４号公報
【特許文献３】特開２００３−５１５２１０号公報
【特許文献４】特開２００４−０９７４３９号公報
【特許文献５】特開２００５−１１１６０３号公報
【特許文献６】特開２００６−００７３６８号公報
【特許文献７】特開２００６−０８７９１８号公報
【特許文献８】特開２００６−１０２８６１号公報
【特許文献９】国際公開第０１／３７０６０号
【特許文献１０】米国特許第４６７４０４８号明細書
【特許文献１１】米国特許第５０３２７７５号明細書
【特許文献１２】米国特許第５３６９３４７号明細書
【特許文献１３】米国特許第５４４０２１６号明細書
【特許文献１４】米国特許第５５３４７６２号明細書
【特許文献１５】米国特許第５６８２３１３号明細書
【特許文献１６】米国特許第５６８４６９５号明細書
【特許文献１７】米国特許第６９５７７１２号明細書
【特許文献１８】米国特許第６０７６０２５号明細書
【特許文献１９】米国特許第６１２４６９４号明細書
【特許文献２０】米国特許第６３７４１５５号明細書
【特許文献２１】米国特許第６３８９３２９号明細書
【特許文献２２】米国特許第６４５９９５５号明細書
【特許文献２３】米国特許第６４９６７５４号明細書
【特許文献２４】米国特許第６５３２４０４号明細書
【特許文献２５】米国特許第６６１１１２０号明細書
【特許文献２６】米国特許第６７７４５９６号明細書
【特許文献２７】米国特許第６７２８６０８号明細書
【特許文献２８】米国特許第６８４１９６３号明細書
【特許文献２９】米国特許第６８６８３０７号明細書
【特許文献３０】米国特許第６８７０７９２号明細書
【特許文献３１】米国特許第６８８３２０１号明細書
【特許文献３２】米国特許第６９２５６７９号明細書
【特許文献３３】米国特許第６９６８５９２号明細書
【特許文献３４】米国特許第６９８４９５２号明細書
【特許文献３５】米国特許第７０２４２７８号明細書
【特許文献３６】米国特許第７１５５３０８号明細書
【特許文献３７】米国特許第７１６２０５６号明細書
【特許文献３８】米国特許第７１６７７７５号明細書
【特許文献３９】米国特許第７１８８０００号明細書
【特許文献４０】米国特許第７２０６６７７号明細書
【特許文献４１】米国特許第７４４６７６６号明細書
【特許文献４２】米国特許出願公開第２００２／０１３８９３６号明細書
【特許文献４３】米国特許出願公開第２００４／００７６３２４号明細書
【特許文献４４】米国特許出願公開第２００４／０２０４７９２号明細書
【特許文献４５】米国特許出願公開第２００５／００００５４３号明細書
【特許文献４６】米国特許出願公開第２００５／０２７３２２６号明細書
【特許文献４７】米国特許出願公開第２００５／０２８７０３８号明細書
【特許文献４８】米国特許出願公開第２００５／０２８８０７９号明細書
【特許文献４９】米国特許出願公開第２００６／００２０３６９号明細書
【特許文献５０】米国特許出願公開第２００６／００６０２１６号明細書
【特許文献５１】米国特許出願公開第２００６／００９５１５８号明細書
【特許文献５２】米国特許出願公開第２００６／０１７８７７７号明細書
【特許文献５３】米国特許出願公開第２００７／００４２７１６号明細書
【特許文献５４】米国特許出願公開第２００７／０１９２９１０号明細書
【特許文献５５】米国特許出願公開第２００７／０２４４６１０号明細書
【特許文献５６】韓国登録特許第１０−０６４５８１８号公報
【特許文献５７】韓国公開特許第１０−２００２−００７６１５３号公報
【特許文献５８】韓国公開特許第１０−２００２−００８１０３５号公報
【特許文献５９】韓国公開特許第１０−２００２−００８８８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の結果、サービス・ロボットは、コスト面で厳しいものとなりまた機能も制限される。さらに、設計に関する制約が厳しくなっている。すなわち、各ロボットが多様な施設環境内で同じ機能を適切に提供できることが必要になっている。
【０００５】
この点に関して、これら複数のロボットはそれぞれ別個の目的を持ちかつ自律的であるという傾向がある。すなわち、これらのロボットはサービス指向方式に則り、対話を行わないという傾向がある。また、サービス・ロボットは、住宅に導入され、たとえばロボットに搭載されたプリセット・アルゴリズムに従って住宅を整備することになる場合がある。ロボットには即時に適応できる能力に限界があり、その即時適応が物体の検出と回避に限定される傾向があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様によれば、通常使用されるものより単純なサービス・ロボットの作成と使用を可能にするロボット・システム構造、設計および方法が提供される。これを実現するために、施設内で機能を順次または同時に実行する任意数のロボットに対する多数のロボット搭載機能が共用中央リソースとして提供される。
【０００７】
また、無線で通信するように構成された少なくとも１つのマネージャと複数のロボットを含むシステムを提供することができる。マネージャは、１台または複数台のロボットによって使用されるデータ、指示またはこれらの両方を生成する特定の機能を有することができる。マネージャは、また、いくつかのロボット間の通信に役立つこともでき、ロボットは、直接通信するように構成されてもよい。
【０００８】
本発明の１つの態様によれば、分散型のマルチロボット・システムが提供される。このシステムは、ロボット情報を送受信する無線通信モジュールを備えたロボット・マネージャと、ロボットのサービス機能の実行と連動してロボット・マネージャと通信するように構成された無線通信モジュールをそれぞれが有する複数のロボットとを含む。
【０００９】
ロボット・マネージャは、複数のロボットが動作する任意の環境の地図（マップ）を生成し更新するように構成されたマッピングおよびナビゲーション・モジュールを含むことができる。
【００１０】
マッピングおよびナビゲーション・モジュールは、環境内の複数のロボットの動きを追跡するように構成されてもよい。
【００１１】
マッピングおよびナビゲーション・モジュールは、環境内で移動するロボットによって使用される情報とデータを少なくとも１台のロボットに提供するように構成されてもよい。
【００１２】
ロボット・マネージャは、複数のロボットのうちの少なくとも１つから提供される情報を使用して環境のマップを生成し更新するように構成されてもよい。
【００１３】
ロボット・マネージャは、無線トランシーバによって提供される情報を使用して環境のマップを生成し更新するように構成されてもよい。
【００１４】
環境のマップは、オフィス・ビル、倉庫、ショッピング・モール、団地および住宅のうちの少なくとも１つのマップを含むことができる。
【００１５】
ロボット・マネージャと複数のロボットはそれぞれ、ブルートゥース通信サブシステムを含むことができる。
【００１６】
ロボット・マネージャは、さらに、ロボット・マネージャが遠隔システムと通信できるようにするように構成されたインターネット通信サブシステムを含むことができる。
【００１７】
ロボット・マネージャは、さらに、遠隔システムからソフトウェアをダウンロードし、ダウンロードしたソフトウェアを使用してロボット・マネージャを更新するように構成されたアプリケーション・フレームワークを含むことができる。
【００１８】
ロボット・マネージャは、さらに、遠隔システムからソフトウェアをダウンロードし、ダウンロードしたソフトウェアを使用して複数のロボットのうちの１または複数に強化機能または異なる機能を提供するように構成されたアプリケーション・フレームワークを含むことができる。
【００１９】
複数のロボットは、ロボット・マネージャに記憶された同じ情報を共用するように構成されてもよい。
【００２０】
複数のロボットは、ロボット・マネージャに記憶された類似情報を更新するように構成されてもよい。
【００２１】
ロボット・マネージャは、さらに、複数のロボットのうちの少なくとも１台のロボットの操作をスケジューリングするように構成されたスケジューラを含むことができる。
【００２２】
複数のロボットのうちの少なくとも２台のロボットが、互いに通信するように構成されてもよい。
【００２３】
少なくとも２台のロボットが、ロボット・マネージャを介して互いに通信するように構成されてもよい。
【００２４】
複数のロボットは、掃除ロボット、セキュリティ・ロボットおよび娯楽ロボットのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００２５】
本発明の別の態様によれば、分散型のマルチロボット・システムが提供される。システムは、ロボット情報を送受信する無線通信モジュールを有するロボット・マネージャと、ロボットのサービス機能の実行と連動してロボット・マネージャと通信するように構成された無線通信モジュールをそれぞれが有する複数のロボットとを含む。ロボット・マネージャは、複数のロボットが動作する環境のマップを生成し更新するように構成されたマッピングおよびナビゲーション・モジュールと、複数のロボットを監視し制御するために使用される情報とデータを受け取るように構成されたインターネット通信サブシステムと、遠隔システムからソフトウェアをダウンロードし、ダウンロードしたソフトウェアを使用してロボット・マネージャを更新し、ダウンロードしたソフトウェアを使用して複数のロボットの１つまたは複数に強化機能または異なる機能を提供するように構成されたアプリケーション・フレームワークとを含む。
【００２６】
本発明の別の態様によれば、環境内の複数のロボットを制御する方法が提供される。この方法は、ロボット情報を送受信する無線通信モジュールを有するロボット・マネージャを提供する段階を含み、ロボット・マネージャが、ロボットのサービス機能の実行と連動して環境内の複数のロボットのそれぞれと通信する。
【００２７】
方法は、さらに、複数のロボットが動作する環境のマップを生成し更新する段階を含むことができる。
【００２８】
方法は、さらに、マップを使用して複数のロボットのうちの少なくとも１つを環境内で移動させる段階を含むことができる。
【００２９】
方法は、さらに、ロボット・マネージャを使用する複数のロボットのうちの少なくとも１台のロボットの動作をスケジューリングする段階を含むことができる。
【００３０】
方法は、さらに、インターネットを介して遠隔システムからソフトウェアをダウンロードし、ダウンロードしたソフトウェアを使用してロボット・マネージャを更新する段階を含むことができる。
【００３１】
方法は、さらに、インターネットを介して遠隔システムからソフトウェアをダウンロードし、ダウンロードしたソフトウェアを使用して、複数のロボットのうちの１台または複数台に強化機能または異なる機能を提供する段階を含むことができる。
【００３２】
方法は、さらに、ロボット・マネージャに記憶された同一情報を共用する複数のロボットを含むことができる。
【００３３】
方法は、さらに、ロボット・マネージャに記憶された類似情報を更新する複数のロボットを含むことができる。
【００３４】
方法は、さらに、互いに通信する複数のロボットのうちの少なくとも２台のロボットを含むことができる。
【００３５】
少なくとも２台のロボットは、ロボット・マネージャを介して互いに通信することができる。
【００３６】
本発明は、添付図面と付属の詳細な説明を考慮してより明らかになる。本明細書に示された実施形態は、限定ではなく例として提供され、類似の参照数字は同じかまたは類似の要素を指す。図面は、必ずしも一律の倍率でなく、本発明の態様を示す際に強調されている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ロボットとロボット・マネージャに分散された機能を有するシステム・アーキテクチャの一実施形態の図である。
【図２】ロボット・マネージャがいくつかの異なる種類のサービス・ロボットの機能を支援することができるシステム設計の一実施形態を示す図である。
【図３】本発明の態様による分散型マルチロボット・システムの一実施形態を使用する住宅の間取図の例を示す図である。
【図４】本発明の態様による分散型マルチロボット・システムに場所および／または障害物情報を通信するために使用することができるトランシーバの一実施形態の図である。
【図５】本発明の態様によるリモート・アクセス可能な分散型マルチロボット・システムの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に、添付図面を参照して本発明による実施形態を説明することによって、本発明の態様が説明される。そのような実施形態について説明するが、簡潔にするために、一般に、周知の要素、機能または構成の詳細な説明は省略される。
【００３９】
本明細書では様々な要素を説明するために用語「第１」、「第２」などが使用されるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきでないことを理解されたい。これらの用語は、ある要素と別の要素を区別するために使用されるが、要素の順序が必要であることを意味しない。たとえば、本発明の範囲を逸脱することなく第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。本明細書で使用されるとき、用語「および／または」は、関連付けられて列挙された要素のうちの１つまたは複数のありとあらゆる組み合わせを含む。
【００４０】
ある要素が、別の要素「上にある」か、別の要素に「接続された」か、別の要素に「結合された」と言及されたとき、その要素が、直接他の要素上にあってもよく、直接接続または結合されてもよく、介在要素が存在してもよいことを理解されたい。これと対称的に、要素が、別の要素の「直接上にある」か、別の要素に「直接接続された」か、別の要素に「直接結合された」と言及されたとき、介在要素は存在しない。要素間の関係を示すために使用される他の語は、同様に解釈されるべきである（たとえば、「間にある」に対して「直接間にある」、「隣接する」に対して「直接隣接する」など）。
【００４１】
本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。本明細書で使用されるとき、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈で明示されない限り、複数形も含む。さらに、用語「comprises」「comprising」、「includes」または「including」は、本明細書で使用されるとき、言及した特徴、段階、操作、要素および／または構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴、段階、操作、要素、構成要素および／またはそのグループの存在または追加を除外しないことを理解されたい。
【００４２】
「beneath」、「below」、「lower」、「above」、「upper」など空間的相対語は、たとえば図に示されたようなある要素および／または特徴の別の要素および／または特徴との関係を記述するために使用されることがある。空間的相対語が、図に描写された向きの他に使用および／または操作における装置の様々な向きを含むことを理解されたい。たとえば、図内の装置が上下反対にされた場合、他の要素または特徴の「below」および／または「beneath」として記述された要素が、他の要素または特徴の「above」にあるように向けられることになる。装置は、違ったふうに向けられ（たとえば、９０度や他の向きに回転され）てもよく、本明細書で使用される空間的相対記述子は、それに応じて解釈される。
【００４３】
好ましい実施形態では、システムは、１台または複数台のロボットと、１台または複数台のロボット・マネージャ（たとえば、サーバ）とを含むことができる。好ましい実施形態では、サーバの数は、ロボットの数より少なくなる。
【００４４】
図１は、１台または複数台のロボット１１０と、少なくとも１つのリモート・ロボット・マネージャ１５０とに機能範囲（機能目的）を割り当てたシステム・アーキテクチャ１００の一実施形態である。図１の通り、ロボット・マネージャ１５０は、ロボット１１０に様々なクラスの機能を提供するように構成されてもよい。たとえば、そのようなクラスの機能は、以下のようなものがあるが、これらに限定されない。
１．ロボット並びに施設内の他の無線対応装置およびインターネット・ゲートウェイに接続する無線接続。
２．有線接続または無線接続が可能なインターネット接続機能。
３．ロボット活動をスケジューリングする（たとえば、複数ロボットの活動を調整しかつ／または施設の居住者とロボットとのスケジューリングを調整する）スケジューリング・システム。
４．居住者がサービス・ロボットと対話し、サービス・ロボットをプログラムし、スケジューリングし、他の方法でインタフェースをとることができる高機能および高性能インタフェースを提供するマン・マシン・インタフェース。
５．マッピングおよびナビゲーション機能。
６．ロボット活動および／または性能を監視する監視モジュール。
７．リモート・マネージャから追加ソフトウェアや他のコンテンツ（たとえば、情報とデータ）をダウンロードして、システムを更新するかまたは強化機能または異なる機能を提供することを可能にするアプリケーション・フレームワーク。
【００４５】
さらに、サービス・ロボット１１０は、１つまたは複数の機能装置、機構、システムまたはサブシステムを含むことができる。これらは、ロボットが実行するように構成されたサービスまたは機能のタイプに依存する傾向がある。いくつかの実施形態では、そのようなサービスまたは機能は、以下のうちの１つまたは複数を含むことができる。
ａ．カメラ（単眼またはステレオ）
ｂ．種々のタイプの検出器を含む安全システム
ｃ．ロボット・マネージャへの、および／またはロボット同士の無線接続
ｄ．アクチュエータ（作動器）とエフェクタ（制御器）
【００４６】
当業者によって理解されるように、実際の機能装置、機構、システムおよびサブシステムは、ロボットの機能に対する期待に応じて、ロボットに含まれるかまたはロボットと一体化される。
【００４７】
図２は、システム設計の一実施形態を示している。このシステムにより、ロボット・マネージャ１５０はいくつかの異なる種類のサービス・ロボット１１０の機能を支援することができる。ここで、サービス・ロボットは、モップ・ロボット１１２、芝刈機ロボット１１４、真空掃除機ロボット１１６、階段掃除ロボット１１８、セキュリティ・ロボット１２０、ホームオートメーション・ロボット１２２、および／または娯楽ロボット１２４を含む。
【００４８】
ロボット・マネージャ１５０と１台または複数台のロボット１１０間の通信は、１つまたは複数の既知または今後開発される任意の無線ネットワークを介してもよく、１つまたは複数の有線ネットワークを含むこともできる。たとえば、そのようなネットワークには、ブルートゥース・ネットワーク、衛星ネットワーク、携帯電話ネットワーク、無線モデム、または家庭用ネットワークなどがある。マネージャは、たとえば、ロボットの１つまたは複数に対してローカルでもよく、リモートでもよい。たとえば、ロボットは、ユーザの住宅内または商用施設内のマネージャまたはパーソナル・コンピュータに取り付けられた無線モデムを介して、インターネット上の１台または複数台のロボット・マネージャと通信することができる。
【００４９】
各マネージャとロボットは、少なくとも１つのプロセッサと、情報とコンピュータ命令を記憶するように構成された少なくとも１つのデータ記憶装置とを含むことができる。
【００５０】
図３は、本発明の態様により施設内で使用される分散型マルチロボット・システムの一実施形態を示す。ここで、施設は、間取図３００で表わされる住宅である。図３および以下の説明では、２つの異なるロボット（ロボットＡおよびＢ）と、サーバまたは適切な装備を有するパーソナル・コンピュータなどの１台のロボット・マネージャ３２０とが示される。
【００５１】
ロボットＡは、床に真空掃除機をかけ障害物を回避しながら住宅３００内をくまなく移動するように設計された床掃除ロボットである。ロボットＢは、子ども３１０の位置と活動を監視しかつ娯楽オプションを提供するように設計された保育ロボットである。この実施形態では、マネージャ３２０は、ロボットＡ，Ｂ両方およびインターネットと通信する。
【００５２】
従来、家庭掃除ロボットは、障害物に遭遇するまで湾曲経路をたどり、次に方向を変えることにより移動する。このロボットは環境内をランダムに移動することによって最終的に領域全体を掃除しているが、これは、電力とサイズの制約上、ロボットに複雑なマッピング機能を含めることが不可能であることに起因する。
【００５３】
また、従来の家庭用娯楽ロボットは、コンピュータが車輪に載っており、事前に記録された挙動を再生しながら単純な動きを実行するようにプログラムされているに過ぎない。この場合も、これは、低コストのモバイル・プラットフォーム内に豊富な機能を含める制約のためである。
【００５４】
モバイル・プラットフォームを開発するとき、エネルギー消費量を最小限に抑えることは重要な設計目的である。モバイル・プラットフォームの高い計算能力を不要にすることにより、バッテリ寿命を長くし、コストを削減し、重量を軽くすることができる。
【００５５】
ロボット・マネージャ３２０は、この実施形態では、壁に「プラグ接続された」固定式装置である。これにより、従来のコンピュータ・ハードウェア設計を使用してマネージャ３２０を製造することができ、低コスト化と高性能化が可能になる。しかしながら、コンピュータ自体は、本明細書に開示された独特な機能を提供するように構成されかつ／またはプログラムされなければならない。移動ロボットの最も基本的機能を規制しないあらゆる機能が、ロボット・マネージャ３２０に割り当てられてよい。したがって、ロボット自体が常駐またはオンボード（on-board）の大量の高性能プログラミングを有することなく、ロボットをその機能が極めて高性能化するように構成することができる。これにより、ロボットのコストを低減させることができ、また、マネージャ３２０を通してこれらのロボットの機能等を設定変更することができる。
【００５６】
環境内で動作する最初の時には、ロボットＡ（床掃除ロボット）を通常の（従来の）単純な戦略により環境内を移動させてもよい。ロボットＡは、その位置（様々な方法（たとえば、推測航法や他のローカライズ技術）で決定された）と障害物の有無に基づいてマネージャを定期的に更新することになる。マネージャ３２０は、この情報を環境マップに統合することができる。次に掃除ロボットＡが操作されるとき、ホーム・マネージャ３２０は、掃除ロボットＡに、マネージャ３２０が決定したより効率的な計画ルートをたどるように命令することができる。これにより、ロボットをより複雑にすることなくより効率的な掃除機能が実現される。
【００５７】
さらに、マネージャ３２０上に生成されたマップを使用して、保育ロボットＢの動作を導くことができる。ロボットは両方とも、障害物および／または子ども３１０の所在に関してマネージャ３２０を更新することができ、これにより、マップが直ちに更新され、掃除ロボットＡのより有効な使用が可能になる。子どもがロボットＢと対話型ゲームをすることを望んだ場合、この場合もロボットＢの電力消費を増やすことなく、ロボットＢは、インターネットで利用可能なすべての情報とマネージャ３２０上で動作する音声認識および合成機能とにアクセスすることができる。
【００５８】
図４に示されたように、別の実施形態では、たとえばユーザが装着する腕輪またはベルトクリップ装置の形のトランシーバまたは送受信機４００を使用して、環境マップを作成することができる。また、トランシーバ４００は、命令を、ロボット・マネージャに提供してもよく、ロボット・マネージャを介して少なくとも１台のロボットに提供してもよい。この実施形態では、トランシーバ４００は、マネージャ３２０と通信するように構成された無線通信装置４１０を備える。１つまたは複数のユーザが住宅３００内を歩くとき、トランシーバ４００は、住宅のマップを作成しかつ／または更新することができる位置情報をロボット・マネージャ３２０に提供してもよい。必要に応じて、トランシーバ上にボタン４２０があってもよく、そのボタン４２０を押すことで、障害物（たとえば、テーブル）の存在を示す信号をマネージャ３２０に送信してもよい。
【００５９】
トランシーバ４００は、また、必要に応じて、ユーザから情報を受け取るマイクロフォン４３０を備えてもよい。たとえば、ユーザは、テーブルに到達したときに障害物ボタン４２０を押し、「永久（permanent）」と言って、障害物がその場所にずっとあるように意図されていることをマネージャに示してもよい。別の例として、ユーザは、障害物ボタン４２０を押し、「テーブル」と言って、障害物がテーブルであることをマネージャ３２０に示してもよい。マネージャ３２０は、入力を処理し、障害物が「永久」または「テーブル」であることをそのマップに示すことができる。当業者によって理解されるように、図４のトランシーバは、図示された特定の実施形態に限定されない。他の実施形態では、障害物ボタンは、単にユーザがロボット・マネージャと言葉で通信できるようにする通信可能化ボタンでもよい。種々の他の形態の非言語通信を支援することもできる。
【００６０】
更に別の実施形態では、ユーザは、マネージャ３２０を介して遠隔地からそのロボットＡ，Ｂを制御し監視することができる。そのような実施形態では、ユーザは、マネージャ３２０と通信するウェブ・サイトからそのようなロボット情報にアクセスし、マネージャ３２０は、ロボットＡ，Ｂと通信することができる。
【００６１】
図５は、本発明の態様によるリモート・アクセス分散型マルチロボット・システムの一実施形態を示す。この実施形態では、パーソナル・コンピュータ（または類似物）５０２またはモバイル装置５０４（たとえば、携帯電話や携帯情報端末）を操作するユーザが、ワールド・ワイド・ウェブ５５０（または、インターネット）を介してウェブ・ベース・システム５２０にアクセスして、ロボット・マネージャ３２０を介してロボットＡ，Ｂを監視しかつ／または制御することができる。
【００６２】
この場合、ロボットならびに施設内の他の無線対応装置およびインターネット・ゲートウェイに接続するために使用される無線通信モジュール３２２と、有線または無線接続でよいインターネット接続モジュール３２４と、ロボット活動をスケジューリングする（たとえば、複数のロボットの活動を調整しかつ／または施設の居住者とロボットのスケジューリングを調整する）ために使用されるスケジューリング・システム３２６と、居住者がサービス・ロボットと対話し、サービス・ロボットをプログラムし、スケジューリングし、他の方法でサービス・ロボットとインタフェースをとることができる高機能および高性能インタフェースを提供するマン・マシン・インタフェース３２８と、マッピングおよびナビゲーション・モジュール３３０と、ロボット活動および／または動作を監視する監視モジュール３３２と、リモート・マネージャから追加ソフトウェアをダウンロードしてシステムを更新するかまたは強化機能もしくは異なる機能を提供することを可能にするアプリケーション・フレームワーク３３４の機能モジュールを含むロボット・マネージャ３２０が示される。マネージャ３２０は、また、マップを記憶するように構成された少なくとも１つの記憶装置３３６と、マネージャ３２０および／またはロボットＡ，Ｂの他の機能を支援するのに有用または必要な他のプログラム・コードおよびデータとを含む。
【００６３】
この実施形態では、遠隔地のユーザが掃除ロボットＡを始動させ、たとえばユーザが住宅に戻る前にその掃除ロボットＡに住宅を掃除させるようにしてもよい。また、図３に示されたものと類似した表現を含む、３次元化された（レンダリングされた）コンピュータ画面を介して、ユーザが住宅内のロボットの軌跡を見ることができるようにしてもよい。なお、本発明はこの意味に限定されず、上記の例は、単なる例として提供される。
【００６４】
ロボット・マネージャ３２０がロボットＡ，Ｂと通信するので、ロボットＡ，Ｂではなくサーバ３２０が主に計算集約的機能を実行することができる。次に、マネージャ３２０は、計算集約的機能の結果またはそれに基づく指示を、適切なロボットＡ，Ｂに通信することができる。これにより、きわめて有能でさらに比較的単純で低コストのロボットが可能になる。
【００６５】
以上の事柄は、最良の形態および／または他の好ましい実施形態であると考えられるものについて説明したが、これらの形態に種々の変更を行うことができ、本発明を種々の形態と実施形態で実施することができ、本発明を多くの用途に適用することができ、本明細書ではそれらの用途の一部だけについて述べたことを理解されたい。
【符号の説明】
【００６６】
３２０  ロボット・マネージャ、３２２  無線通信モジュール、３２４  インターネット接続モジュール、３２６  スケジューリング・システム、３２８  マン・マシン・インタフェース、３３０  マッピングおよびナビゲーション・モジュール、３３２  監視モジュール、３３４  アプリケーション・フレームワーク、３３６  記憶装置、５０２  パーソナル・コンピュータ、５０４  モバイル装置、５２０  ウェブ・ベース・システム、  ５５０  ワールド・ワイド・ウェブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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